(57)【要約】【課題】  自転車のハブの変速構造の改良の提供。【解決手段】  本考案は自転車のハブの変速構造であり、その内部に遊星ギアユニットを設け、遊星ギアユニットの左右にそれぞれ変速ギアを設け、また、前記各変速ギアの外側にさらに第一ラチェットのブッシングと第二ラチェットのブッシングを設け、第一ラチェットのブッシングと第二ラチェットのブッシングにある制御ラチェット歯を隠れている状態或いは駆動している状態かを選択することと遊星ギアユニットの外部リングの連動により、第一ラチェットのブッシングと連結するハブが３種類の異なる速度の変化を発生すると共に、安定して変速し、部品が少なく重量が軽いという利点を有する。【選択図】  図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
自転車のハブの変速構造であって、左右にスクリュー（１１）がそれぞれ設けられ、その間にギア（１２）が設けられている中空のシャフト（１０）があり、前記ギア（１２）の左右にブッシング（１３）がそれぞれ嵌め込まれ、位置決めのピン（１３１）は前記ブッシング（１３）と前記シャフト（１０）の周囲壁にある長いスロット（１８）に対し横向きに接続されており、変速のガイドバー（１５）は前記シャフト（１０）内に嵌め込まれ、その位置は前記２個のブッシング（１３１）の間にあり、また、変速バー（１４）は前記シャフト（１０）の一端に穿設され、前記シャフト（１０）の他端にスプリング（１６）を嵌め込み、ボルト（１７）により係止し合うことと、
外部のリング（２１）を有し、その内壁のリングに複数の内歯（２３）が設けられている遊星ギアユニット（２０）であって、前記外部のリング（２１）の左右に２個のスロット（２２）をそれぞれ設け、ホイールのフレーム（２５）の周囲に４個のプラネタリギア（２４）を嵌め込み、前記プラネタリギア（２４）は前記外部のリング（２１）の内歯（２３）と噛みこむことが可能で、かつ、前記ホイールのフレーム（２５）の左右端に２個のスロット（２５２）をそれぞれ設けることと、
左右にそれぞれ外部のリングギア（３１a）、（３１b）を含む変速ギア（３０a）、（３０b）を有し、前記外部のリングギア（３１a）、（３１b）の内側に２個の嵌め部（３１１a）、（３１１b）が突設され、内側には中空の収納室（３２a）、（３２b）が設けられ、また、前記収納室（３２a）、（３２b）の片側の内壁に複数のリングギアの歯（３４a）、（３４b）が設けられ、２個の内部のリングギア（３３a）、（３３b）は前記各収納室（３２a）、（３２b）の内部にあり、その内側に２個の嵌め込み部（３３１a）、（３３１b）を設け、その内壁に複数のリングギアの歯（３４a）、（３４b）があることと、
中空体で右側の変速ギア（３０a）の外側にあり、その内側の周囲の壁に一対の弾性ラチェット歯（４１）と一対の制御ラチェット歯（４２）がピボットされ、且つ前記制御ラチェット歯（４２）の一端は制御端（４２a）であり前記シャフト（１０）の右側のブッシング（１３）と対応可能で、他端が駆動端（４２b）である第一ラチェットのブッシング（４０）と、
左側の変速ギア（３０b）の外側にあり、その内側の周囲の壁に一対の弾性ラチェット歯（５１）と一対の制御ラチェット歯（５２）がピボットされ、且つ前記制御ラチェット歯（５２）の一端は制御端（５２a）であり前記シャフト（１０）の左側のブッシング（１３）と対応可能で、他端が駆動端（５２b）で、且つ、外周にスプロケット（ａ）が嵌め込まれている第二ラチェットのブッシング（５０）と、
前記シャフト（１０）の一端に穿設される第一シール蓋（４６）であり、第一ベアリング（４５）が前記第一シール蓋（４６）と前記第一ラチェットのブッシング（４０）の間に介在し、且つ、第一ナット（４７）により前記シャフト（１０）の一端のスクリュー（１１）上に係止されることと、
前記シャフト（１０）の他端に穿設される第二シール蓋（５４）であり、第二ベアリング（５３）が前記第二シール蓋（５４）と前記第一ラチェットのブッシング（５０）の間に介在し、且つ、第二ナット（５５）により前記シャフト（１０）の他端のスクリュー（１１）上に係止されることと、
内部に前記シャフト（１０）、前記遊星ギアユニット（２０）、前記２個の変速ギア（３０a）、（３０b）と前記第一ラチェットのブッシング（４０）、前記第二ラチェットのブッシング（５０）を組み合わせるのに用いられる中空のハブ（６０）であり、且つ前記第二ラチェットのブッシング（５０）及び前記ハブ（６０）の間に第三ベアリング（６１）を設けることとを含むことを特徴とする自転車のハブの変速構造。
【請求項２】
前記ホイールのフレーム（２５）の左右側壁には４個の挿入穴（２５１）がそれぞれ設けられ、前記それぞれプラネタリギア（２４）の左右端にピン（２４１）が延ばされており、前記ピン（２４１）は前記挿入穴（２５１）内にはめ込まれることを特徴とする請求項１に記載の自転車のハブの変速構造。
【請求項３】
前記遊星ギアユニット（２０）の外部のリング（２１）の両側にある前記２個のスロット（２２）は対向して設置され、かつ、前記それぞれ変速ギア（３０a）、（３０b）にある外部のリングギア（３１a）、（３１b）内側の前記２個の嵌め込み部（３１１a）、（３１１b）にも対向して設置されており、前記外部のリング（２１）のスロット（２２）に嵌め込むことができることを特徴とする請求項１に記載の自転車のハブの変速構造。
【請求項４】
前記ホイールのフレーム（２５）の左右にある前記２個のスロット（２５２）は対向して設置され、前記それぞれ内部のリングギア（３３a）、（３３b）にある前記２個の嵌め込み部（３３１a）、（３３１b）にも対向して設置されており、前記スロット（２５２）内に嵌め込むことができることを特徴とする請求項１に記載の自転車のハブの変速構造。
【請求項５】
前記第一ラチェットのブッシング（４０）の外側壁に螺子山（４４）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の自転車のハブの変速構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は自転車のハブに関わり、特に構造が簡単で、加工がし易く且つ変速が安定している内装三段ハブの設計に関わる。
【背景技術】
【０００２】
図１、２に従来の内装三段ハブに係わる傾斜分解図と分解断面図を示す。主にシャフト１と、前記シャフト１の間に穿設されている中空の遊星ギアユニット２と、一端がカムを備え駆動体４に嵌め込まれるクラッチ３と、前記遊星ギアユニット２の外周に設けられる外リング５と、前記外リング５に設けられる二つの相対するラチェット歯５ｂと、内側の周囲の壁に複数の内歯８が設けられているハブ７が含まれ、駆動体４の外周は自転車のチェーンと連結しており、チェーン９が駆動体４を連動して回転する時、前記駆動体４の内部にあるクラッチ３が連動し、クラッチ３の内側にあるリングギアの歯３ａは遊星ギアユニット２の歯と噛み込み、遊星ギアユニット２を連動して回転することができる。四つの遊星ギアユニット２ａにより外リング５を連動し回転し、外リング５の二つのカム５ａはハブ７の一端にある内歯８と噛み合い、ハブを駆動し回転できる。クラッチ３が遊星ギアユニット２から離れる時、外リング５二つのラチェット歯５ｂの一端を突き上げ、外側の嵌め込み端を隠しハブ７を駆動できなくさせ、駆動体４のギアの歯４ａが外リング５のカム５ａと噛み込み、外リング５に連動し回転し、外リング５の内部にある四つの遊星ギアユニット２は回転することができる。且つその歯２ｂはハブ７の他端の内歯８と噛み込み、ハブ７を回転させられ、前記クラッチ３の移動は前記シャフト１の内部にある変速バー１ａのシフトに制御され、シャフト１のスライド１ｂの勾配に合わせ、クラッチ３の内側にあるリングギアの歯３ａに結合する時、斜め連動方式により導入され、すなわち回転する時容易に導入され、駆動体４が外リング５に連動し、変速バー１ａが再度押されるとクラッチ３は遊星ギアユニット２を動かし、その歯２ｂはハブ７の内歯８と噛み込み、ハブ７に連動し回転する。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の従来のハブ７の両側の内歯８はハブ７の内部にあるので、歯型の加工に不利であり、且つシャフト１のスライド１ｂをスパイラル状にする加工は更に難しい。また前記従来の変速ハブの部品は数が非常に多く且つ複雑であり、その重量も大きくなり、製造コストもそれに従い増加する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本考案の構造設計により各変速を安定させ、第一ラチェットのブッシングと第二ラチェットのブッシングにある制御ラチェット歯を隠れている状態或いは駆動している状態かを選択することと遊星ギアユニットの外部リングの連動により、第一ラチェットのブッシングと連結するハブが３種類の異なる速度の変化を発生すると共に、安定して変速し、部品が少なく重量が軽いという利点を有する。
【考案の効果】
【０００５】
本考案の主な目的は自転車のハブの変速構造を提供するものであり、その構造設計により各変速を安定させ、加工が容易にでき、部品を簡単にすることで製造コストを下げることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００６】
図３、４、５に本考案における自転車のハブの変速構造を示す。左右にスクリュー１１がそれぞれ設けられ、その間にギア１２が設けられている中空のシャフト１０があり、前記ギア１２の左右にブッシング１３がそれぞれ嵌め込まれ、前記ブッシング１３の周囲壁の放射状向きに位置決めのピン１３１が穿設され、前記位置決めのピン１３１はさらに前記シャフト１０の長いスロット１８にも穿設されており、前記シャフト１０の一端の内部には変速バー１４が入れられ、変速のガイドバー１５はシャフト１０内に嵌め込まれ、その位置は前記２個のブッシング１３１の間にあり、また前記シャフト１０の一端にスプリング１６を嵌め込み、ボルト１７により係止し合い、変速バー１４は前記シャフト１０の他端に穿設される。
【０００７】
中空の外部のリング２１を有し、その周囲壁に対向する一対のスロット２２が設けられ、その内壁のリングに複数の内歯２３が設けられている遊星ギアユニット２０であって、また４個のプラネタリギア２４があり、前記プラネタリギア２４は前記内歯２３と噛みこみ、回転させることができる。前記各プラネタリギア２４の左右にはそれぞれピン２４１が設けられ、前記ピン２４１はホイールのフレーム２５の左右にある挿入穴２５１にはめ込まれ、各プラネタリギア２４を前記ホイールのフレーム２５の空間面から出させることで前記外部のリング２１の内歯２３と噛みこませることができる。また前記ホイールのフレーム２５の左右壁面に対向する２個のスロット２５２をそれぞれ設ける。
【０００８】
中空状で前記遊星ギアユニット２０の左右に位置する二個の変速ギア３０a、３０bはそれぞれ外部のリングギア３１a、３１bを有し、前記外部のリングギア３１a、３１bは前記遊星ギアユニット２０の径面に対しそれぞれ２個の対向する嵌め部３１１a、３１１bが突設され、内側には２個の内部のリングギア３３a、３３bを収納する収納室３２a、３２bが設けられ、前記各内部のリングギア３３a、３３bの外側の対向する位置に２個の嵌め込み部３３１a、３３１bが設けられ、前記収納室３２a、３２bの片側の周囲壁に複数のリングギアの歯３４a、３４bが設けられている。
【０００９】
中空体の第一ラチェットのブッシング４０は前記変速ギア３０aの外側にあり、その一端の周囲の壁に一対の弾性ラチェット歯４１がピボットされ、中段には一対の制御ラチェット歯４２が設置され、前期制御ラチェット歯４２はかぎ状であり、且つ前記制御ラチェット歯４２の一端が制御端４２aでありラチェットのブッシング４０の壁面で動くことができ、他端は外側に突き出ている駆動端４２ｂで、  変速ギア３０ａの内部のリングギア３３aと噛みこみ、前記第一ラチェットのブッシング４０の外周の四角形のコーナーポイントにそれぞれスロット４３が設けられ、また前記第一ラチェットのブッシング４０の外側に螺子山４４が設けられ、第一ベアリング４５が前記第一ラチェットのブッシング４０の外側の開口部に嵌め込まれ、且つ前記シャフト１０の右側のスクリュー１１上に穿設される第一シール蓋４６を有し、第一ベアリング４５を前記第一シール蓋４６の外側と前記第一ラチェットのブッシング４０の内壁間に介在させ、第一ナット４７は前記シャフト１０上で係止され前記第一シール蓋４６の外側に位置する。
【００１０】
中空体である第二ラチェットのブッシング５０の中段には一対の弾性の縮まることができる弾性ラチェット歯５１が設けられ、内側の周囲の壁に一対の制御ラチェット歯５２が設けられ、前記制御ラチェット歯５２はかぎ状であり、前記制御ラチェット歯５２の一端は制御端５２aで前記第二ラチェットのブッシング５０の中空内部に位置する。他端は外側に位置し駆動端５２ｂとなり、前記第二ラチェットのブッシング５０の外側は自転車のスプロケットａに嵌め込まれ、第二ベアリング５３は前記第二ラチェットのブッシング５０の外側の開口部に嵌め込まれ、第二シール蓋５４はシャフト１０の他端に穿設され、前記第二ベアリング５３が前記第二ラチェットのブッシング５０と前記第二シール蓋５４の間に介在し、且つ、第二ナット５５により前記シャフト１０に係止され、第二シール蓋５４を固定する。
【００１１】
ハブ６０は中空の筒体であり、内部には前記シャフト１０、遊星ギアユニット２０、２変速ギア３０、第一ラチェットのブッシング４０、第二ラチェットのブッシング５０が嵌め込まれ、且つ第一ラチェットのブッシング４０及びハブ６０内の周囲壁の間に第三ベアリング６１が設けられる。
【００１２】
上述の構造により、一段変速の時、スプロケットａが直接第二ラチェットのブッシング５０に連動し回転し、第二ラチェットのブッシング５０の弾性ラチェット歯５１と制御ラチェット歯５２がそれぞれ外部のリングギア３１b及び内部のリングギア３３bを噛み込み、外部のリングギア３１b及び内部のリングギア３３bに連動し回転する。また前記外部のリングギア３１bは嵌め部３１１bにより外部のリング２１のスロット２２に嵌め込まれ、遊星ギアユニット２０の外部のリング２１に連動し回転し、内部のリングギア３３bも嵌め込み部３３１により遊星ギアユニット２０のホイールのフレーム２５のスロット２５２に嵌め込まれ、ホイールのフレーム２５の四つのプラネタリギア２４に連動し回転する。内部のリングギア３３bがホイールのフレーム２５に連動し回転するので、四つのプラネタリギア２４は外部のリング２１に連動し回転することで、外部のリング２１の回転を加速させる。前記外部のリング２１は逆方向に外部のリングギア３１bに連動し加速し、第二ラチェットのブッシング５０の弾性ラチェット歯５１を滑らせることで力を受けさせないようにする。
【００１３】
内部のリングギア３３ａの嵌め込み部３３１ａがホイールのフレーム２５の他端にあるスロット２５２上に嵌め込まれているので、前記内部のリングギア３３ａも回転でき、外部のリングギア３１ａの二つの嵌め部３１１aは外部のリング２１の他端にあるスロット２２に嵌め込まれ、連動回転する。外部のリング２１の回転がホイールのフレーム２５よりも速いので、外部のリングギア３１ａの速度は内部のリングギア３３ａの速度よりも速くなり、従って先に第一ラチェットのブッシング４０の制御ラチェット歯４２に連動し動くことができる。ホイールのフレーム２５は内部のリングギア３３ａの動作を遅くさせるが、弾性ラチェット歯４１と制御ラチェット歯４２は同じ動きで、弾性ラチェット歯４１が滑る状態になり、第一ラチェットのブッシング４０はハブ６０と連結し、ハブ６０を第一ラチェットのブッシング４０により共に回転させ自転車を前進させることができる。このように一速の時、第二ラチェットのブッシング５０は一周回転し、第一ラチェットのブッシング４０は１．３５周回転することができる。
【００１４】
二段変速の時、図６に示すように、変速バー１４を引くことができ、変速のガイドバー１５がスプリング１６の張力を受け、位置決めのピン１３１に連動しシフトする。前記位置決めのピン１３１は右側のブッシング１３を押し出しシフトし、前記ブッシング１３の外壁が持ち上げられ第一ラチェットのブッシング４０の制御ラチェット歯４２の制御端４２ａが外に押し出され、その駆動端４２ｂは内側に縮まる。従ってスプロケットａが第二ラチェットのブッシング５０を駆動し回転する時、その弾性ラチェット歯５１は外部のリングギア３１bに連動し回転でき、制御ラチェット歯５２は内部のリングギア３３bに連動し回転する。外部のリングギア３１b及び内部のリングギア３３bがそれぞれ外部のリング２１とホイールのフレーム２５を駆動し回転し、内部のリングギア３３bがホイールのフレーム２５に連動し回転するので、四つのプラネタリギア２４が回転することで、外部のリング２１の回転を加速させる。前記外部のリング２１は逆方向に外部のリングギア３１bに連動し加速し、弾性ラチェット歯５１を滑らせることで力を受けさせないようにする。さらに外部のリング２１が外部のリングギア３１ａの速度に連動しホイールのフレーム２５より内部のリングギア３３ａを駆動することで速くなり、外部のリングギア３１ａに先に動かせる（すなわち先に力を受ける）。しかし制御ラチェット歯４２の制御端４２ｂが内側に隠れているので、外部のリングギア３１bをアイドリングさせ、ホイールのフレーム２５に内部のリングギア３３ａを駆動させ回転してから第一ラチェットのブッシング４０を駆動し回転し、ハブ６０を第一ラチェットのブッシング４０に合わせて回転させることができる。このように二速の時、第二ラチェットのブッシング５０は一周回転し、第一ラチェットのブッシング４０も１周回転することができる。
【００１５】
三段変速の時、図７に示すように、変速バー１４を操作し、二つの位置決めのピン１３１をそれぞれ二つのブッシング１３に連動してシフトする。前記各ブッシング１３はそれぞれ第一ラチェットのブッシング４０の制御ラチェット歯４２の制御端４２ａを外に押し出し、駆動端４２bを内側に縮め、及び第二ラチェットのブッシング５０の制御ラチェット歯５２の制御端４２ａが外に押し出され、駆動端５２bを内側に縮める。スプロケットａが第二ラチェットのブッシング５０に連動し回転し、弾性ラチェット歯５１は外部のリングギア３１bに連動して回転する。外部のリングギア３１bが直接外部のリング２１を駆動して回転し、外部のリング２１も外部のリングギア３１aを駆動して回転し、外部のリング２１は四つのプラネタリギア２４によりホイールのフレーム２５を駆動し回転する。外部のリング２１の回転速度がホイールのフレーム２５よりも速いので、外部のリングギア３１ａは先に動くことができるが、制御ラチェット歯４２の駆動端４２bが隠れた状態になっているので、外部のリングギア３１aをアイドリングさせ、ホイールのフレーム２５に内部のリングギア３３ａを駆動回転させ、内部のリングギア３３ａにより第一ラチェットのブッシング４０の弾性ラチェット歯４１を噛みこみ、第一ラチェットのブッシング４０を回転させ、ハブ６０を第一ラチェットのブッシング４０に合わせて回転させ自転車を前進させることができる。このように三速の時、第二ラチェットのブッシング５０は一周回転し、第一ラチェットのブッシング４０は０．７５周回転することができる。
【００１６】
本考案のハブは従来のものよりも重量が軽く体積が小さく、且つ変速時それぞれのシフトが安定している。また各部品の加工が容易で、部品の簡素化により製造コストを低減することができる。          
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の内装三段ハブに係わる傾斜分解図。
【図２】従来の内装三段ハブに係わる分解断面図。
【図３】実施例に係わる傾斜分解図。
【図４】実施例に係わる分解断面図。
【図５】実施例に係わる傾斜概略図。
【図６】実施例に係わる二速動作の概略図。
【図７】実施例に係わる三速動作の概略図。
【符号の説明】
【００１８】
１０  シャフト
１１  スクリュー
１２  ギア
１３  ブッシング
１３１位置決めのピン
１４  変速バー
１５  変速のガイドバー
１６  スプリング
１７  ボルト
１８  長いスロット
２０  遊星ギアユニット
２１  外部のリング
２２  スロット
２３  内部ギア
２４  プラネタリギア
２５  ホイールのフレーム
２４１ピン
２５１挿入穴
２５２スロット
３    クラッチ
３０a、３０b変速ギア
３１a、３１b外部のリングギア
３２a、３２b収納室
３３a、３３b内部のリングギア
３３１a、３３１b嵌め込み部
３４a、３４bリングギアの歯
４０  第一ラチェットのブッシング
４１弾性ラチェット
４２制御ラチェット
４２a制御端
４２b駆動端
４４  スレッド
４５  第一ベアリング
４６  第一シール蓋
４７  第一ナット
５a  カム
５０  第二ラチェットのブッシング
５１  弾性ラチェット
５２  制御ラチェット
５２a制御端
５２b駆動端
５３  第二ベアリング
５４  第二シール蓋
５５  第二ナット
６０  ハブ
６１  第三ベアリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003124824.tif 000006
【図５】
0003124824.tif 000007
【図６】
0003124824.tif 000008
【図７】
0003124824.tif 000009